4.1電磁波的產(chǎn)生 同步練習(xí)（含解析）

試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)試卷第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)魯科版（2019）選擇性必修第二冊(cè)4.1電磁波的產(chǎn)生一、單選題1．如圖甲為振蕩電路情景圖，圖乙為其中電流隨時(shí)間變化的圖像，則（）A．圖甲中電容器在放電，線圈中的磁場(chǎng)在增強(qiáng)B．圖甲中若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射電磁波的頻率變大C．圖乙中時(shí)間內(nèi)，線圈兩端電壓在增大D．圖乙中時(shí)間內(nèi)，線圈的自感電動(dòng)勢(shì)在增大2．關(guān)于物理學(xué)史，下列說(shuō)法中正確的是（）A．奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．惠更斯確定了單擺周期公式C．法拉第預(yù)言了電磁波的存在D．麥克斯韋率先在實(shí)驗(yàn)室中制造出激光3．了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，學(xué)會(huì)像科學(xué)家那樣觀察和思考，往往比掌握知識(shí)本身更重要。以下符合物理學(xué)歷史的是（）A．麥克斯韋預(yù)言了并實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在B．卡文迪許通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得了元電荷e的數(shù)值，這也是他獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的重要原因C．法拉第提出了場(chǎng)的概念，并且直觀地描繪了場(chǎng)的清晰圖像D．安培提出了分子電流假說(shuō)，并且發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)4．收音機(jī)的調(diào)諧（選臺(tái)）回路是一個(gè)LC振蕩電路，一般是由固定的線圈和可變電容器組成的。所以收音機(jī)的“選臺(tái)”往往采用只改變電容的方式選擇收聽(tīng)不同播音頻率的電臺(tái)。某收音機(jī)在收聽(tīng)頻率為f的電臺(tái)時(shí)可變電容器的電容為C0，那么當(dāng)收聽(tīng)頻率為2f的電臺(tái)時(shí)，該可變電容器的電容為（）A． B． C． D．5．在LC振蕩電路中，電容器放電時(shí)間取決于（）A．充電電壓的大小

B．電容器儲(chǔ)電量的多少C．自感L和電容C的數(shù)值

D．回路中電流的大小6．有一LC振蕩電路，能產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的電磁波，若要產(chǎn)生波長(zhǎng)比原來(lái)短些的電磁波，可采取的措施為（）A．增加線圈的匝數(shù)B．在線圈中插入鐵芯C．減小電容器極板間的距離D．減小電容器極板正對(duì)面積7．如圖所示，2021年12月9日下午，神舟十三號(hào)乘組航天員在中國(guó)空間站成功進(jìn)行了“天宮課堂”第一課。航天員太空授課的畫(huà)面通過(guò)電磁波傳輸?shù)降孛娼邮照?，下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法正確的是（）A．麥克斯韋證實(shí)了電磁波的存在B．電磁波可以在真空中傳播C．電磁波在各種介質(zhì)中傳播的速度都是D．電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生電場(chǎng)8．電磁波與我們的日常生活和生產(chǎn)息息相關(guān)．下列說(shuō)法正確的是（）A．麥克斯韋在實(shí)驗(yàn)室證實(shí)了電磁波的存在B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)諧C．銀行的驗(yàn)鈔機(jī)和家用電器的遙控器及CT透視時(shí)發(fā)出的都是紫外線D．射線的殺傷作用和穿透能力及能量都很強(qiáng)，可用于金屬探傷及腫瘤治療9．振蕩電路中，電容器兩極板上的帶電量q隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示，則（）A．在時(shí)刻，電路中的電流為0 B．在時(shí)刻，電路中只有磁場(chǎng)能C．在時(shí)刻，電感線圈兩端電壓為0 D．時(shí)間內(nèi)，電路中的電流不斷增大10．LC振蕩電路電容器兩端的電壓U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示，則（）A．在t1時(shí)刻，電路中的電流最大B．在t2時(shí)刻，電路中的磁場(chǎng)能最小C．從時(shí)刻t2~t3，電路的電場(chǎng)能不斷增大D．從時(shí)刻t3~t4，電容器的帶電荷量不斷增大11．如圖所示，某振蕩電路中，L是電阻不計(jì)的電感線圖，C是電容器。該振蕩電路在某一時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖所示。不計(jì)電磁波的輻射損失，則下列說(shuō)法正確的是（）A．該時(shí)刻電容器正在充電B．該時(shí)刻電路中電流正在減小C．該時(shí)刻電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化D．該振蕩電路磁場(chǎng)能量變化的周期為12．如圖所示，L為電感線圈，C為電容器，R為定值電阻，線圈及導(dǎo)線電阻均不計(jì)。先閉合開(kāi)關(guān)S，穩(wěn)定后，再將其斷開(kāi)，并規(guī)定此時(shí)t=0。當(dāng)t1=0.03s時(shí)，LC回路中電容器左極板帶正電荷且電荷量第一次達(dá)到最大值。則當(dāng)t2=0.13s時(shí)，下列判斷正確的是（）A．電容器中的電場(chǎng)能最大B．線圈中的磁場(chǎng)能最大C．電流沿順時(shí)針?lè)较?，電容器正在充電D．電流沿逆時(shí)針?lè)较?，電容器正在放?3．如圖甲為振蕩電路情景圖，圖乙為其中電流隨時(shí)間變化的圖像，則（）A．圖甲中電容器在放電，線圈中的磁場(chǎng)在增強(qiáng)B．圖甲中若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射電磁波的頻率變大C．圖乙中時(shí)間內(nèi)，線圈兩端電壓在增大D．圖乙中時(shí)間內(nèi)，線圈的自感電動(dòng)勢(shì)在增大14．如圖所示，某振蕩電路中，L是電阻不計(jì)的電感線圖，C是電容器。該振蕩電路在某一時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖所示。不計(jì)電磁波的輻射損失，則下列說(shuō)法正確的是（）A．該時(shí)刻電容器正在充電B．該時(shí)刻電路中電流正在減小C．該時(shí)刻電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化D．該振蕩電路磁場(chǎng)能量變化的周期為15．在LC振蕩電路中，電容器放電時(shí)間取決于（）A．充電電壓的大小

B．電容器儲(chǔ)電量的多少C．自感L和電容C的數(shù)值

D．回路中電流的大小二、填空題16．英國(guó)物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律；英國(guó)物理學(xué)家_____深入研究了電場(chǎng)與磁場(chǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，建立了統(tǒng)一的電磁場(chǎng)理論；德國(guó)物理學(xué)家________通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。（選填：“牛頓”、“庫(kù)侖”、“麥克斯韋”、“富蘭克林”、“法拉第”、“赫茲”）17．木棍在水面振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生________；說(shuō)話是聲帶的振動(dòng)在空氣中形成________；與此相似，導(dǎo)線中電流的速度變化會(huì)在空間激起________，它雖然看不見(jiàn)、摸不到。但是它確實(shí)可以給我們傳遞各種信息。18．一電容為C的電容器兩極板間的電壓為U，斷開(kāi)電源，讓其通過(guò)一個(gè)自感系數(shù)為L(zhǎng)的電感線圈放電，在第一次放電完畢的過(guò)程中，流過(guò)電路的平均電流是____________。19．圖為L(zhǎng)C振蕩電路中振蕩電流隨時(shí)間變化的圖像，由圖可知，在OA時(shí)間內(nèi)________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能，在AB時(shí)間內(nèi)電容器處于________（填“充電”或“放電”）過(guò)程，在時(shí)刻C，電容器帶電荷量________（填“為零”或“最大”）。三、解答題20．打開(kāi)收音機(jī)的開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)選臺(tái)旋鈕，使收音機(jī)收不到電臺(tái)的廣播，然后開(kāi)大音量。接著，按照如圖所示的方式在收音機(jī)附近將電池盒的兩引線反復(fù)碰觸，你會(huì)聽(tīng)到收音機(jī)中發(fā)出“咔咔咔”的響聲。為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象？21．簡(jiǎn)述通過(guò)萊頓瓶實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察電諧振。22．如圖所示，一LC回路的電感L=0.25H，電容C=4μF，在電容開(kāi)始放電時(shí)設(shè)為零時(shí)刻，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，求：（1）此LC振蕩電路的周期為多少？（2）當(dāng)t=2.0×10-3s時(shí)，電容器上板帶何種電荷？電流方向如何？（3）如電容器兩板電壓最大為10V，則在前T/4內(nèi)的平均電流為多大？23．LC振蕩電路電容器的電容為3×10－5μF，線圈的自感系數(shù)為3mH，它與開(kāi)放電路耦合后，求：①發(fā)射出去的電磁波的頻率是多大？②發(fā)射出去的電磁波的波長(zhǎng)是多大？24．如圖所示，線圈L的自感系數(shù)為25mH，電阻為零，電容器C的電容為40μF，燈泡D的規(guī)格是“4V、2W”．開(kāi)關(guān)S閉合后，燈泡正常發(fā)光，S斷開(kāi)后，LC中產(chǎn)生振蕩電流．若從S斷開(kāi)開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：（1）當(dāng)t=×10–3s時(shí)，電容器的右極板帶何種電荷；（2）當(dāng)t=π×10–3s時(shí)，LC回路中的電流．答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)答案第=page11頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)參考答案：1．C【解析】【詳解】A．由圖中電流的方向流向電容器的正極，說(shuō)明電容器正在充電，回路中的磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，所以電路中的電流正在減小，所以線圈中的磁場(chǎng)正在減弱，A錯(cuò)誤；B．若在線圈中插入鐵芯，則線圈的自感系數(shù)增大，根據(jù)可知發(fā)射電磁波的頻率變小，B錯(cuò)誤；C．在時(shí)間內(nèi)，電路中的不斷減小，說(shuō)明電容器在不斷充電，則電容器兩板間電壓在增大，C正確；D．時(shí)間內(nèi)，電流變化率就是圖像的斜率，由圖可知，在時(shí)間內(nèi)，圖像的斜率在變小，因此線圈中電流變化率在減小，線圈磁通量的變化量在減小，線圈的自感電動(dòng)勢(shì)在減小，D錯(cuò)誤。故選C。2．B【解析】【詳解】A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。故A錯(cuò)誤；B．惠更斯確定了單擺周期公式。故B正確；C．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在。故C錯(cuò)誤；D．梅曼率先在實(shí)驗(yàn)室中制造出激光。故D錯(cuò)誤。故選B。3．C【解析】【詳解】A．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得了元電荷e的數(shù)值，這也是他獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的重要原因，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．法拉第提出了場(chǎng)的概念，并且直觀地描繪了場(chǎng)的清晰圖像，選項(xiàng)C正確；D．安培提出了分子電流假說(shuō)，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。4．D【解析】【詳解】由題意，根據(jù)LC電路頻率公式可得解得故選D。5．C【解析】【分析】【詳解】在LC振蕩電路中一個(gè)周期內(nèi)電流周期性變化一次，電容器充放電兩次，充一次電的時(shí)間為四分之一個(gè)周期，而周期由自感系數(shù)Ｌ和電容C決定，所以充電時(shí)間也是由自感系數(shù)和電容決定。故選C。6．D【解析】【詳解】LC振蕩電路產(chǎn)生的電磁波的頻率為f=再由v=λf解得λ=2πv所以減小波長(zhǎng)的方法是減小自感系數(shù)L或電容C。增加線圈的匝數(shù)和在線圈中插入鐵芯都是增加L的措施。對(duì)電容又有C=可知減小電容器極板間的距離可增大電容C；減小電容器極板正對(duì)面積可減小C。故選D。7．B【解析】【詳解】A．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲證實(shí)了電磁波的存在，A錯(cuò)誤；BC．電磁波可以在真空中傳播，在真空中傳播的速度是m/s，一般在不同的介質(zhì)中傳播的速度不同，C錯(cuò)誤，B正確；D．恒定的電場(chǎng)周?chē)划a(chǎn)生磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)周?chē)划a(chǎn)生電場(chǎng)，D錯(cuò)誤。故選B。8．D【解析】【詳解】A．麥克斯韋預(yù)言了電磁波，赫茲在實(shí)驗(yàn)室證實(shí)了電磁波的存在，故A錯(cuò)誤；B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫作調(diào)制，故B錯(cuò)誤；C．銀行的驗(yàn)鈔機(jī)發(fā)出的都是紫外線，家用電器的遙控器發(fā)出的是紅外線，CT透視時(shí)發(fā)出的是X射線，故C錯(cuò)誤；D．射線的殺傷作用和穿透能力及能量都很強(qiáng)，可用于金屬探傷及腫瘤治療，故D正確。故選D。9．C【解析】【分析】【詳解】A．由圖可知在t1時(shí)刻，電容器極板上的電荷量為零，根據(jù)電磁振蕩的特點(diǎn)可知，t1時(shí)刻是電容器放電結(jié)束的時(shí)刻，電路中的電流最大，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，在t2時(shí)刻，電容器極板上的電荷量最大，電路中只有電場(chǎng)能，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知在t3時(shí)刻，電容器極板上的電荷量為零，是電容器放電結(jié)束的時(shí)刻，電感線圈兩端電壓為零，故C正確；D．由圖可知在t3～t4時(shí)間內(nèi)，電容器極板上的電荷逐漸增加，電容器充電，電路中的電流不斷減小，故D錯(cuò)誤。故選C。10．C【解析】【分析】【詳解】AB．由題圖可知，t1時(shí)刻電容器兩端電壓最高時(shí)，電路中振蕩電流為零；t2時(shí)刻電容器兩端電壓為零，電路中振蕩電流最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，AB錯(cuò)誤；C．在t2至t3的過(guò)程中，電容器兩板電壓增加，必有電場(chǎng)能增加，故C正確；D．在t3至t4過(guò)程中，電容器兩板電壓減小，帶電荷量同時(shí)減少，故D錯(cuò)誤。故選C。11．C【解析】【詳解】ABC．根據(jù)螺線管中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)方向向上，根據(jù)右手定則可知，電路中電流沿逆時(shí)針?lè)较?；平行板?nèi)電場(chǎng)方向可知，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，而電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?，則說(shuō)明電容器正在放電，電路中電流在正在增大，電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，故A、B錯(cuò)誤，C正確；D．振蕩電路的周期為電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化的周期為，即，D錯(cuò)誤。故選C。12．A【解析】【詳解】AB．LC回路中，在一個(gè)周期內(nèi)，電容器充電兩次，放電兩次，線圈及導(dǎo)線電阻均不計(jì)，先閉合開(kāi)關(guān)S，穩(wěn)定后，線圈兩端沒(méi)有電壓，電容器不帶電，線圈具有磁場(chǎng)能，在t=0時(shí)刻，關(guān)閉開(kāi)關(guān)S，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，對(duì)電容器充電，使右極板帶正電，后開(kāi)始放電，再充電，當(dāng)t1=0.03s時(shí)，電容器左極板帶正電荷且電荷量第一次達(dá)到最大值。此時(shí)所經(jīng)時(shí)間應(yīng)是，則有=0.03s，可得T=0.04s，此時(shí)再經(jīng)，電容器又放電，完成一次全振蕩。則當(dāng)t2=0.13s=3T+時(shí)，對(duì)電容器第7次充電，使電容器右極板帶正電，且電荷量最大，由LC振蕩回路的充放電規(guī)律可知，電容器帶電荷量最大時(shí)，電容器中的電場(chǎng)能最大，線圈中的磁場(chǎng)能最小，A正確，B錯(cuò)誤；CD．在3T～3T+時(shí)，電流沿LC回路逆時(shí)針?lè)较驅(qū)﹄娙萜鞒潆?，使電容器右極板帶正電，在t2=0.13s時(shí)刻，充電完畢，且電荷量最大，CD錯(cuò)誤。故選A。13．C【解析】【詳解】A．由圖中電流的方向流向電容器的正極，說(shuō)明電容器正在充電，回路中的磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，所以電路中的電流正在減小，所以線圈中的磁場(chǎng)正在減弱，A錯(cuò)誤；B．若在線圈中插入鐵芯，則線圈的自感系數(shù)增大，根據(jù)可知發(fā)射電磁波的頻率變小，B錯(cuò)誤；C．在時(shí)間內(nèi)，電路中的不斷減小，說(shuō)明電容器在不斷充電，則電容器兩板間電壓在增大，C正確；D．時(shí)間內(nèi)，電流變化率就是圖像的斜率，由圖可知，在時(shí)間內(nèi)，圖像的斜率在變小，因此線圈中電流變化率在減小，線圈磁通量的變化量在減小，線圈的自感電動(dòng)勢(shì)在減小，D錯(cuò)誤。故選C。14．C【解析】【詳解】ABC．根據(jù)螺線管中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)方向向上，根據(jù)右手定則可知，電路中電流沿逆時(shí)針?lè)较?；平行板?nèi)電場(chǎng)方向可知，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，而電流方向沿逆時(shí)針?lè)较?，則說(shuō)明電容器正在放電，電路中電流在正在增大，電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，故A、B錯(cuò)誤，C正確；D．振蕩電路的周期為電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化的周期為，即，D錯(cuò)誤。故選C。15．C【解析】【分析】【詳解】在LC振蕩電路中一個(gè)周期內(nèi)電流周期性變化一次，電容器充放電兩次，充一次電的時(shí)間為四分之一個(gè)周期，而周期由自感系數(shù)Ｌ和電容C決定，所以充電時(shí)間也是由自感系數(shù)和電容決定。故選C。16．

法拉第

麥克斯韋

赫茲【解析】【詳解】[1]英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律；[2]英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋深入研究了電場(chǎng)與磁場(chǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，建立了統(tǒng)一的電磁場(chǎng)理論；[3]德國(guó)物理學(xué)家赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。17．

水波

聲波

電磁波【解析】【詳解】[1]木棍在水面振動(dòng)會(huì)引起水上下的波動(dòng)，從而產(chǎn)生水波；[2]說(shuō)話時(shí)聲帶的振動(dòng)的會(huì)引起空氣的振動(dòng)并向外傳播而形成使聲波；[3]導(dǎo)線中電流的迅速變化會(huì)在空間激起的交替變化電場(chǎng)和磁場(chǎng)，即電磁波，但電磁波是看不見(jiàn)、摸不到，但是我們可以用實(shí)驗(yàn)的方法探測(cè)到它，如只是在閉合或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間才有“咔噠”聲從收音機(jī)中傳來(lái)；所以它是存在的。18．【解析】【分析】【詳解】從放電開(kāi)始到第一次放電完畢所用時(shí)間為，放出的電荷量為則平均電流為19．

電場(chǎng)

磁場(chǎng)

充電

為零【解析】【詳解】[1][2]由圖可知，振蕩電流隨時(shí)間做正弦規(guī)律變化。在OA時(shí)間內(nèi)電流增大，電容器正在放電，電場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能。[3]在AB時(shí)間內(nèi)電流減小，電容器正在充電。[4]在時(shí)刻C電流最大，為電容器放電完畢瞬間，帶電荷